CN102608444A - 一种超级电容储能装置soc检测及修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超级电容储能装置SOC检测及修正方法，其步骤为：先对超级电容电流进行周期性电流采样；计算采样的电流值是否在低于设定的电流阈值，若高于设定的电流阈值则通过安时积分法进行SOC估算；若所采样的电流值低于设定的电流阈值，且电流值低于设定阈值的持续时间大于设定的时间阈值，通过电压修正模式计算SOC值，否则使用安时积分法进行SOC计算；当前电流采样周期结束后重复步骤（1）~（4）进行下一个电流采样周期。本发明使超级电容储能装置SOC检测的精度更高，外部设备取电更合理，延长电容使用寿命。

Description

一种超级电容储能装置SOC检测及修正方法
技术领域
本发明涉及一种超级电容储能装置SOC检测及修正方法。 
背景技术
超级电容器又叫双电层电容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、电化学电容器(Electrochemcial Capacitor, EC), 黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。同时具有充电速度超快，能量转换效率高，过程损失小，功率密度高，超低温特性好，环保，安全等多种优点。由于超级电容的优点突出，在越来越多的领域上得到应用，例如基于超级电容器的储能系统。使用超级电容器作为储能系统，一般都需要较多的超级电容器来组成。但超级电容器储能系统也有很多技术难题需要解决：如超级电容系统的功能，需要通过大电流快速充放电实现，内阻引起的压降及能量损失很大，加上超级电容系统容量小，容量积分误差显著，管理系统需要通过一定的计算策略，提高SOC（荷电状态）的精度。目前，市场缺乏专门的超级电容管理系统，一般使用锂电池管理系统作为替代，其SOC估算精度较低。 
发明内容
针对现有的超级电容储能装置在的SOC检测上精度的需求，本发明提出一种针对超级电容储能装置的SOC检测及修正的方法，其设计方案为： 
一种超级电容储能装置SOC检测修正方法，其步骤为：
（1）对超级电容电流进行周期性电流及电压采样；（2）计算采样的电流值是否在低于设定的电流阈值，若高于设定的电流阈值则通过安时积分法进行SOC估算；（3）若所采样的电流值低于设定的电流阈值，且电流值低于设定阈值的持续时间大于设定的时间阈值，通过电压修正模式计算SOC值，否则使用安时积分法进行SOC计算；（4）当前电流采样周期结束后进行下一个电流采样周期重复步骤（1）~（4）。
具体的，所述电流阈值的计算方法为： ,其中
Figure 176885DEST_PATH_IMAGE002
为SOC的计算精度，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
单个超级电容模组充满电时的电压值，
Figure 506236DEST_PATH_IMAGE004
为单个超级电容模组放电结束时的电压值，C单个超级电容器的电容量，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
电流采样周期。 
更具体的，所述电压修正模式的实现方法为：通过超级电容的荷电状态与电压的线性表查询。 
本发明使超级电容储能装置SOC检测的精度更高，外部设备取电更合理，延长电容使用寿命。 
附图说明
图1为本发明的实施步骤示意图。 
具体实施方式
为了让本领域的技术人员能够更好地了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的阐述。 
如图1所示，一种超级电容储能装置SOC检测修正方法，其步骤为： 
首先对单个超级电容的电流进行周期性电流及电压采样，计算采样的电流值是否在低于设定的电流阈值，电流阈值通过公式I=
Figure 268918DEST_PATH_IMAGE001
来计算，其中
Figure 113DEST_PATH_IMAGE002
为SOC的计算精度，
Figure 55794DEST_PATH_IMAGE003
单个超级电容模组充满电时的电压值，
Figure 810123DEST_PATH_IMAGE004
为单个超级电容模组放电结束时的电压值，C单个超级电容器的电容量，
Figure 609452DEST_PATH_IMAGE005
电流采样周期。
若采样的电流值高于该电流阈值，则通过常用的安时积分法进行SOC计算算，得到SOC值。若所采样的电流值低于电流阈值，且电流值低于设定阈值的持续时间大于设定的时间阈值T，通过采样得到的电压值使用电压修正模式计算SOC值，否则使用安时积分法进行SOC计算。 
当前采样周期结束后进行下一个采样周期，重复以上步骤。 
在实际应用中，超级电容荷电状态与电压成线性关系，电压修正模式根据这个容荷电状态与电压线性关系计算SOC的值。 
本实施例只是本发明的较优实施方式，需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (3)

1. 一种超级电容储能装置SOC检测及修正方法，其特征在于， SOC检测与修正的步骤为：
（1）对超级电容电流与电压进行周期性电流采样；
（2）计算采样的电流值是否在低于设定的电流阈值，若高于设定的电流阈值则通过安时积分法进行SOC估算；
（3）若所采样的电流值低于设定的电流阈值，且电流值低于设定阈值的持续时间大于设定的时间阈值，通过电压修正模式计算SOC值，否则使用安时积分法进行SOC计算；
（4）当前电流采样周期结束后进行下一个电流采样周期重复步骤（1）~（4）。
2. 根据权利要求1所述的超级电容储能装置SOC检测修正方法，其特征在于，所述电流阈值的计算方法为：                                               
Figure DEST_PATH_IMAGE002
,其中
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为SOC的计算精度，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
单个超级电容模组充满电时的电压值，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为单个超级电容模组放电结束时的电压值，C单个超级电容器的电容量，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
电流采样周期。
3. 根据权利要求2所述的超级电容储能装置SOC检测修正方法，其特征在于，所述电压修正模式的实现方法为：通过超级电容的荷电状态与电压的线性表查询。
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